Pag-uuri ng mga semiconductor rectifier

Ang isang aparato na idinisenyo upang i-convert ang enerhiya ng isang alternating kasalukuyang pinagmulan sa direktang kasalukuyang ay tinatawag na isang rectifier. Ang rectifier ay maaaring kinakatawan sa anyo ng isang block diagram na ipinapakita sa fig. 1.

Tukuyin natin ang mga pangunahing elemento ng scheme:

a) ang isang power transpormer ay nagsisilbing tumugma sa input at output boltahe ng rectifier at ang electrical separation ng mga indibidwal na rectifier circuits (ibig sabihin, pinaghihiwalay nito ang supply network at ang load network);

b) ang isang bloke ng balbula ay nagbibigay ng isang unidirectional na daloy ng kasalukuyang sa circuit ng pagkarga, bilang isang resulta kung saan ang alternating boltahe ay na-convert sa isang pulsating boltahe;

v) smoothing filter na idinisenyo upang bawasan ang mga ripples ng boltahe sa load sa kinakailangang halaga;

G) Voltage regulator, ginagamit upang patatagin ang average na halaga ng rectified boltahe kapag ang supply boltahe ay nagbabago o kapag ang load current ay nagbabago.

kanin. 1 — Block diagram ng rectifier

Ang ugnayan sa pagitan ng mga parameter sa rectifier ay higit na nakasalalay sa rectifier circuit.Sa ilalim ng rectifier circuit ay maunawaan ang diagram ng koneksyon ng mga windings ng transpormer at ang pamamaraan para sa pagkonekta ng mga balbula sa pangalawang windings ng transpormer.

Ang mga rectifier circuit (mga rectifier) ​​ay inuri ayon sa mga sumusunod na pangunahing katangian:

1. Sa bilang ng mga phase ng alternating current supply, nakikilala nito ang pagitan ng single-phase rectifier at mga three-phase rectifier.

2. Sa pamamagitan ng paraan ng pagkonekta ng mga balbula sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer - mga zero circuit gamit ang zero (gitnang) punto ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer at mga circuit ng tulay kung saan ang zero point ay nakahiwalay o ang pangalawang windings ng transpormer ay delta konektado.

Single-phase bridge rectifier circuit

Timing diagram ng mga boltahe at agos ng isang rectifier ng tulay

Sa isang positibong polarity ng boltahe sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer (ang polarity ay ipinahiwatig nang walang mga bracket) sa pagitan ng 0 — υ1 (0 — π), ang kasalukuyang ay dinadala ng mga diode D1 at D2. Ang pagbagsak ng boltahe sa mga diode sa pagitan ng pagpapadaloy ay malapit sa zero (ideal na mga balbula), samakatuwid ang isang positibong kalahating alon ng boltahe sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay inilalapat sa pagkarga, na lumilikha ng isang boltahe ud = u2 dito. Sa pagitan ng υ1 — υ2 (π — 2π) ang polarity ng mga boltahe u1 at u2 ay mababaligtad, na hahantong sa pag-unlock ng mga diode D3 at D4. Sa kasong ito, ang boltahe u2 ay ikokonekta sa load na may parehong polarity tulad ng sa nakaraang agwat. Samakatuwid, ang output voltage ud na may purong resistive load ng bridge rectifier ay may anyo ng unipolar voltage half-waves (ud = u2).

3.Ang pagkonsumo ng kuryente sa pamamagitan ng mga load rectifier ay nahahati sa mababang kapangyarihan (mga yunit ng kW), katamtamang kapangyarihan (sampu-sampung kW) at mataas na kapangyarihan (Ppot> 100 kW).

4. Anuman ang kapangyarihan ng rectifier, ang lahat ng mga circuit ay nahahati sa single-cycle o half-cycle at dalawang-cycle (full-wave).

Single-cycle - ito ay mga circuit kung saan ang kasalukuyang ay dumadaan sa pangalawang windings ng transpormer isang beses bawat panahon (kalahating panahon o bahagi nito). Ang lahat ng mga zero circuit ay iisa.

Isang single-phase full-wave rectifier circuit na may transpormer na zero-point na output

Timing diagram ng isang single-phase zero-output rectifier na may aktibong load

Ang buong pagwawasto ng alon sa circuit ay nakakamit sa pamamagitan ng paggawa ng isang transpormer na may dalawang pangalawang windings. Ang windings ay konektado sa serye at may isang karaniwang zero (gitna) point. Ang mga libreng dulo ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay konektado sa mga anode ng mga balbula D1 at D2, at ang mga cathode ng mga balbula na konektado magkasama ay bumubuo ng positibong poste ng rectifier. Ang negatibong poste ng rectifier ay ang karaniwang (neutral) na punto ng koneksyon ng pangalawang windings. Kaya, ang transpormer ay nagsisilbi sa circuit na ito kapwa upang tumugma sa magnitude ng boltahe ng supply at boltahe sa pagkarga, at upang lumikha ng isang gitnang (zero) na punto. Malinaw na ang mga boltahe sa mga terminal ng pangalawang windings ng transpormer u1 at u2 (o EMF e1 at e2) ay pareho sa magnitude at inilipat na may kaugnayan sa zero point sa pamamagitan ng 180 °, i.e. ay nasa antiphase.

Sa anumang sandali, ang diode na ito ay nagsasagawa ng isang kasalukuyang na ang potensyal ng anode ay positibo.Samakatuwid, sa pagitan ng 0 - π, ang diode D1 ay bukas at ang phase boltahe ng pangalawang paikot-ikot ng transpormer ud = u2-1 ay inilapat sa paglaban ng pagkarga Rn (Rd). Ang diode D2 sa hanay na 0 — π ay sarado dahil ang isang negatibong boltahe ay inilapat dito. Sa dulo ng agwat, ang mga boltahe at alon sa circuit ay zero.

Sa susunod na agwat ng pagpapatakbo ng π - 2π circuit, ang mga boltahe ng pangunahin at pangalawang windings ay binabaligtad ang kanilang polarity, upang ang diode D2 ay bukas at ang diode D1 ay isasara. Gayundin, umuulit ang mga proseso sa chain ng pagwawasto. Ang rectified voltage curve ud ay binubuo ng unipolar half-waves ng phase boltahe ng pangalawang winding ng transpormer. Ang hugis ng kasalukuyang load na may purong resistive load ay sumusunod sa hugis ng boltahe. Diodes D1 at D2 nagsasagawa ng kasalukuyang sa serye para sa kalahati ng isang panahon.

5. Sa pamamagitan ng naunang pagsasaayos:

a) mga low-power rectifier, bilang isang panuntunan, single-phase, na ginagamit sa mga control system, upang paganahin ang mga indibidwal na bloke ng elektronikong kagamitan, sa mga kagamitan sa pagsukat, atbp.;

b) ang medium at high power rectifier ay nagsisilbing power source para sa mga pang-industriyang installation.

6. Ang mga iskema ng straightening ay nahahati sa simple at kumplikado. Kasama sa mga simpleng circuit ang single-phase at three-phase, neutral at bridge circuit. Sa kumplikadong (o kumplikadong mga circuit), ilang mga simpleng circuit ay konektado sa serye o parallel.

7. Ayon sa uri (nature) ng kargamento. Ang mga single-phase rectifier circuits ay nailalarawan sa pamamagitan ng makabuluhang pulsation ng rectified boltahe. Upang bawasan ang ripple ng boltahe sa pagkarga, ginagamit ang mga smoothing filter batay sa mga reaktibong elemento ng mga chokes (L) at mga kapasitor (C). Ang likas na katangian ng input circuit ng smoothing filter kasama ang load ay tumutukoy sa uri ng load sa rectifier. Ginagawa ang pagkakaiba sa pagitan ng pagpapatakbo ng rectifier para sa aktibong load (R — NG), active-inductive load (RL — NG), aktibong load at capacitive filter (RC — NG).

Karaniwan sa lahat ng mga rectifier ay ang kanilang paggamit pangunahin sa RL — NG. Ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga low-power rectifier ay kadalasang gumagana sa isang LC filter, at mga high-power rectifier na may isang L filter.

7. Sa pamamagitan ng kontrol, ibahin ang pagkakaiba sa pagitan ng hindi nakokontrol at kinokontrol na mga rectifier.

Ph.D. Kolyada L.I.